Una estación amortiguadora de golpe de ariete debe mantener condiciones operacionales definidas para responder adecuadamente frente a los transientes hidráulicos de un sistema de impulsión.
En este proyecto, desarrollamos la automatización y el control de un estanque hidroneumático de 4m³ de capacidad, incorporando instrumentación, válvulas automáticas, PLC, HMI y comunicación con la sala de control.
El objetivo principal fue monitorear y regular los volúmenes de agua y aire dentro del estanque, manteniendo su condición nominal de operación y generando alertas ante posibles desviaciones.
El desafío: mantener la relación entre agua y aire
En este tipo de estanques, el aire se encuentra en contacto directo con el agua y puede disolverse gradualmente en ella. Esta pérdida de volumen de aire modifica la relación interna del estanque y puede afectar su capacidad para amortiguar un transiente hidráulico.
La condición de equilibrio definida para el equipo correspondía a:
- 2,8m³ de agua, equivalentes al 70 % de su capacidad.
- 1,2m³ de aire, equivalentes al 30 % restante.
Debido a que la estación se encontraba segmentada, también era necesario mantener una distribución equilibrada entre los estanques, considerando tolerancias operacionales antes de ejecutar una corrección automática.
Control automático del nivel
Para mantener la relación nominal de agua y aire, implementamos una lógica de control basada en la medición continua del nivel dentro del estanque.
Cuando la columna de agua supera el 80% de la capacidad, el sistema ordena la apertura de una válvula solenoide de inyección. El compresor suministra aire al estanque, desplazando el agua hasta recuperar el nivel de equilibrio del 70%.
Cuando la columna de agua disminuye por debajo del 40%, el controlador activa la válvula solenoide de descarga de aire. Esta acción permite que el agua vuelva a ingresar hasta restablecer la condición nominal.
Las alarmas de nivel alto y bajo cuentan con una tolerancia ajustable de ±10%, que puede configurarse desde el panel de operación según los requerimientos del sistema.
Instrumentación y automatización de la estación
La solución integró distintos componentes para monitorear y controlar la operación:
• Controlador lógico programable
El PLC procesa las señales provenientes de la instrumentación de campo y ejecuta las rutinas de control configuradas. A partir del nivel medido, determina la apertura o cierre de las válvulas de inyección y descarga de aire.
• Sensor de nivel
La medición se realiza mediante una sonda capacitiva en contacto con la columna de agua. El instrumento transmite una señal normalizada de 4–20 mA al controlador, permitiendo monitorear continuamente el nivel del estanque.
• Interfaz HMI
La interfaz muestra en tiempo real los niveles de los estanques y su distribución hidráulica. El sistema permite operar en modalidad manual o automática.
Cuando no existe intervención local durante cinco minutos, la aplicación conmuta automáticamente al modo de operación automática para mantener el funcionamiento normal de la estación.
• Sistema de aire comprimido
El compresor incorpora control de presión y protección térmica para el motor. Su función es suministrar aire al estanque cuando el proceso lo requiere.
Desde el panel de operación también es posible controlar su alimentación eléctrica y registrar el tiempo acumulado de funcionamiento.
• Comunicación con la sala de control
La estación mantiene comunicación con el sistema central mediante un pulso electrónico periódico de aproximadamente cinco segundos.
Esta señal permite confirmar desde la sala de control que la estación amortiguadora se encuentra operativa y que su sistema de automatización mantiene comunicación activa.
Una solución orientada a la continuidad operacional
La automatización permite mantener la relación de agua y aire necesaria para la operación del estanque, corregir desviaciones y alertar oportunamente ante condiciones fuera de los rangos establecidos.
Este proyecto integró ingeniería hidráulica, instrumentación, control y comunicación para mejorar la supervisión de una estación amortiguadora de golpe de ariete y contribuir a una operación confiable del sistema de impulsión.
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